Qu’est-ce que le Proof-of-History ?

Le Proof-of-History, ou preuve d’histoire, est un mécanisme de consensus qui permet de valider les échanges sur une blockchain via un système d’horodatage. Il complète les deux autres consensus les plus répandus pour sécuriser les blockchains, à savoir le Proof-of-Work et le Proof-of-Stake.

Lire plus : Qu’est-ce qu’un consensus ?

Utilisé par la blockchain Solana, la jeune plateforme de cryptomonnaie créée en 2017, cette méthode permet de grandement accélérer les transactions en allégeant les nœuds du réseau. Dans quel contexte le Proof-of-History a-t-il été créé ? Comment fonctionne-t-il ? Quels sont ses avantages ? C’est ce que nous allons découvrir dans cet article.

Quel est l’origine du Proof-of-History ?

Le concept de Proof-of-History a été pensé par les équipes de Solana, une blockchain de type layer-1 permettant aux développeurs, comme c’est le cas chez Bitcoin ou Ethereum, de construire d’autres blockchains de layer-2 pour effectuer certains calculs nécessaires à la validation des transactions.

Lire plus : Qu’est-ce qu’un layer ?

Inventé en 2018 par Anatoly Yakovenko, le fondateur de Solana Labs, le Proof-of-History se présente comme une méthode complémentaire aux autres types de consensus utilisés aujourd’hui pour sécuriser les réseaux.

Pour rappel, un consensus est un mécanisme par lequel les nœuds du réseau blockchain valide une transaction, afin qu’un nouveau bloc puisse être créé et ajouté à la chaine de blocs.

Le Proof-of-Work (PoW), utilisé par Bitcoin, a l’inconvénient d’être très énergivore car il nécessite des calculs intensifs. Par ailleurs les mineurs et les groupes de mineurs (appelés « pool de minage ») possédant des ressources conséquentes sont fortement avantagés ce qui soulève un risque de centralisation du réseau.

Lire plus : Qu’est-ce que le minage ?

Le Proof-of-Stake (PoS), utilisé par Ethereum, est moins énergivore mais présente d’autres limites tel qu’un risque à nouveau de centralisation par les personnes possédant une quantité importante de cryptomonnaies. Par ailleurs, un validateur malveillant a beaucoup moins à perdre en cas de mauvaise conduite car le PoS n’exige pas d’investir dans des ressources matérielles onéreuses.

Lire plus : Proof of Work VS Proof of Stake : quelle différence ?

La création du consensus Proof-of-History (PoH) part de ces constats. Il s’agit d’un protocole de validation du réseau moins gourmand en ressources, ce qui offre d’une part une plus grande équité entre les validateurs, qui n’ont pas tous les moyens de se procurer de grosses machines, et donc une meilleure décentralisation, mais également des transferts beaucoup plus rapides.

Comment fonctionne le Proof-of-History ?

Le principe du Proof-of-History repose sur le fait que l’ordre des évènements d’une blockchain est aussi important que l’évènement en lui-même, et la capacité de prouver cet ordre temporel est donc essentiel pour assurer l’intégrité du réseau.

Le PoH fournit un horodatage des évènements de manière décentralisé et infalsifiable. Ce mécanisme de consensus permet de résoudre le problème de synchronisation des différents nœuds sur le réseau en prouvant, par des méthodes cryptographiques, la durée de chacune des étapes nécessaires pour réaliser la transaction.

La particularité du Proof-of-History est sa Verifiable Delay Function (VDF), une fonction cryptographique permettant de prouver que le validateur a bien attendu le délai nécessaire, sans se fier uniquement sur l’heure de son ordinateur ou d’autres données centralisées, ce qui est un atout majeur. La fonction utilise un algorithme de hashage SHA-256 pour générer les hashs entre chaque bloc.

Lire plus : Qu’est-ce que SHA-256 ?

L’ensemble des heures générées par la VDF sont utilisées pour ordonner les blocs dans la blockchain et garantir leur immuabilité. En allégeant l’espace mémoire nécessaire pour prouver une transaction, le consensus permet à Solana d’effectuer plusieurs milliers de transactions par seconde.

Ethereum possède également un système d’horodatage mais il dépend d’un programme extérieur à sa blockchain.

Notons enfin que le PoH peut être utilisé conjointement aux Proof-of-Work et Proof-of-Stake pour augmenter à la fois la résilience et l’efficacité d’un transfert. Solana utilise d’ailleurs conjointement le PoS et le PoH pour ses transferts d’actifs.

Lire plus : Qu’est-ce qu’Ethereum ?

En quoi le Proof-of-History diffère-t-il du Proof-of-Work et du Proof-of-Stake ?

Le PoH est une innovation majeure par rapport aux deux autres consensus historiques, et se distingue d’eux sur 3 niveaux :

• Puissance de calcul nécessaire: le PoW et le PoS exigent des validateurs qu’ils possèdent soit une puissance de calcul importante, soit une grande quantité de crypto-actifs, pour valider les transactions. A contrario, le PoH n’a besoin que de la VDF pour générer l’horodatage.
• Le caractère final de la transaction: dans le PoH, une fois que le bloc est ajouté à la chaine, celui-ci est validé (on ne peut plus revenir en arrière). En revanche le PoW et le PoS fonctionnent selon un principe probabiliste, ce qui signifie qu’il y a toujours une possibilité pour que la transaction soit invalidée ou inversée.
• Capacité de stockage et bande passante requise: le PoH nécessite beaucoup moins de mémoire et de bande passante que les deux autres consensus car il ne suffit que de rajouter le résultat du hash effectué sur le bloc précédent, ainsi que l’horodatage généré par la VDF.

Quelles sont les limites du Proof-of-History ?

Il existe deux grandes limitations liées à ce nouveau mécanisme de consensus :

• Vulnérabilité aux attaques: utilisé seul, le Proof-of-History ne permet pas à lui-seul de se protéger contre de potentielles attaques, telles que l’attaque des 51% ou l’attaque Sybil. C’est la raison pour laquelle il est aujourd’hui utilisé conjointement avec le Proof-of-Stake sur la blockchain Solana.
• Complexité de mise en œuvre: ce mécanisme particulièrement complexe limite la compréhension que peuvent en avoir les utilisateurs et les développeurs qui travaillent dessus.

Lire plus : Qu’est-ce que l’attaque des 51% ?

Conclusion sur le Proof-of-History

Pour résumer, le Proof-of-Work est un mécanisme de consensus rapide et léger, aujourd’hui utilisé majoritairement par Solana, permettant aux membres d’un réseau blockchain de prouver l’heure à laquelle tel évènement s’est produit, via un système d’horodatage décentralisé.

Face à la l’explosion des besoins en applications décentralisées qui fonctionnent sur des blockchains et requièrent un réseau performant sans délais indésirables, conjugué à l’adoption progressive de la finance décentralisée qui aujourd’hui est souvent freinée par des temps de latence beaucoup plus longs que les systèmes de paiement traditionnels, le Proof-of-History peut s’avérer être une solution pertinente pour la démocratisation de la blockchain auprès du grand public. Visa s’intéresse d’ailleurs de très près à cette solution, comme en témoigne cet article.